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2024-11-11 07:54 |
基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究
空间光调制器(SLM.0003 v1.0) 'V#ew\ 应用示例简述 Hs=N0Sk]j 1. 系统细节 % VpBB 光源 ~qxXou,J — 高斯激光束 !"%sp6Wc 组件 v`^J3A — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 mwH!:f — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 1Uk~m 探测器 bpa
O`[* — 视觉感知的仿真 xc.D!Iav — 高帽,转换效率,信噪比 /;6@M=6u 建模/设计 bs EpET — 场追迹: g)qnjeSs] 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 +<9
eN <[:7#Yo
g 2. 系统说明 Cfo 8gX* %aBJ+V F
ir:~*| D"4&9"C U 3. 建模&设计结果 puN=OX}C u#WTh%/ 不同真实傅里叶透镜的结果: L8wcH ,G|aLBn
QM_X2Ho F(9
Y/UXH 4. 总结 aroVyUs3j 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 fGf-fh;s 'z}M[h
K] 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ywynx<Wg 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ~vSAnjeR !{tiTA 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 ?4[Oh/]R M#VC3h$ 应用示例详细内容 `k]!6osZo 8+
F}`lLA 系统参数 bro PuZs5J3 1. 该应用实例的内容 ()M@3={R M'zS7=F!: ^qGA!_ XL
PpxG hMeqs+ 2. 仿真任务 Fiu!!M6 Zxc7nLKF~ 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 )R8%'X;U =Y/fF 3. 参数:准直输入光源 [Z5[~gP3 "WbVCT'i
zf3:<CRX5 4Kn9*V 4. 参数:SLM透射函数 sCtw30BL 3<Z'F}lg
]TBtLU3 5. 由理想系统到实际系统 F|?+>c1} &^7uv0M<y %8bzs?QI 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 q)V1{B@ 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 hB7pR"P 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 i&pJg1 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 1<a@ p} 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 2:iYYRrg
0SMQDs5j ~llMrl7
z^rhgs?4 (D>y6r>r
应用示例详细内容 +~
3w5.8 j!x<QNNX 仿真&结果 z$c&=Q 3WCqKXJ7 1. VirtualLab中SLM的仿真 L$lo~7<] }F{C= l2 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 ESD<8OR 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 9^PRX 为优化计算加入一个旋转平面 *Mwfod )WVItqQKV E7gHi$ &nqdl+|G* 2. 参数:双凸球面透镜 mQJ4;BJw ik2-
OM QB/7/PW{H\ 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 $N;"}Gz 由于对称形状,前后焦距一致。 V$dJmKg 参数是对应波长532nm。 2cCWQ"_, 透镜材料N-BK7。 ADYx.8M|9i 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 4=Tpi` D3S+LV
l:Dn3Q fJLf7+q
!Ea&]G Vk-W8[W 7 3. 结果:双凸球面透镜 <i}q=%W!1 "xvtqi,R {)B9Z
I{+A 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 ORowx,(hX 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 A&<?
一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 \|2tTvW,0 ytjK++(T5
v"u7~Dw#1 3 ppuQQ
:E>&s9Yj? 4. 参数:优化球面透镜 ,IIZXl@ w]};0v&\~s Abj97S 然后,使用一个优化后的球面透镜。 2GSgG.%SSM 通过优化曲率半径获得最小波像差。 #P(l2 ( 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 },DyU 透镜材料同样为N-BK7。 \F 3C=M@: lPY@{1W m@ i2# 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 M^z=1YrMd LZ~2=Y<
U(
7p)N_cJD `Kh]x9Z 5. 结果:优化的球面透镜 =G(*gx LGIalf*7 QU:EY'2 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 xC-BqVJ%_T 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 {Q)dU-\ 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 * [tc
ZB828T3
i{8]'fM >SvDgeg_7f 6. 参数:非球面透镜 hG=k1T%=
bRNK.[| dM Y
0 K 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 Iz#yQ` 非球面透镜材料同样为N-BK7。 VCjq3/[_ 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 #(6) ^ ( }2lO _i}L 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 2B-.}OJ *B1x`=
N31?9GE
ejVdxVr \7 f`9JE8 7. 结果:非球面透镜 4otl_l(`yv }'%^jt[3 e^QVn\<c 生成期望的高帽光束形状。 R:"+ #Sq 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 gmY/STN 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 9`B0fv Q& 5G#$c'A{4
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Hle\ON &y70 8. 总结 jyiFM5& 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Z?17Pu'Dp 4QE=f(u;h 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 abBO93f^ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 3cqQL!Gm eIg+PuQD] 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 FEF"\O|Q cGNvEM(4AV 扩展阅读 pz7H To;p !EOQhh 扩展阅读 ,h^r:g 开始视频 9~c~E/4! - 光路图介绍 EUy(T1Cl&& 该应用示例相关文件: d",(aZ - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 II;Te7~ - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
aG(hs J)
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